飼糧粗蛋白質水平對中國荷斯坦奶牛產奶性能、氮利用及血液激素的影響

王星凌 劉春林 趙紅波 游 偉 成海建

(1.山東省農業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所，濟南 250100;2.山東科技大學電氣信息系，濟南 250031)

確定泌乳奶牛飼糧粗蛋白質(CP)水平需要綜合考慮乳和乳蛋白質產量、飼料成本及環(huán)境污染等方面的因素[1-2]。高飼糧 CP水平可以提高乳和乳蛋白質產量，但導致飼料氮(N)浪費，降低乳氮效率，提高飼料成本和增加糞、尿氮排放;低飼糧CP水平可以提高乳氮效率和減少糞、尿氮排放，但也可能降低乳和乳蛋白質產量。Broderick[3]研究了在3種不同能量水平條件下飼喂15.1%、16.7%和18.4%CP水平飼糧對泌乳奶牛氮代謝的影響，發(fā)現隨著飼糧CP水平提高，尿氮占攝入氮的比例增加。Castillo等[1]提出了飼糧CP水平降低到15%可以提高乳氮效率和減少糞、尿氮排泄，與飼糧CP水平20%相比，減少了糞氮排泄(21%)和尿氮排泄(66%)。適當降低泌乳奶牛飼糧CP水平不僅可以減少氮排泄[4]，并且能提高乳氮效率卻不降低產奶量[5]。Austin 等[6]和Akayezu等[7]報道了飼喂奶牛飼糧 CP水平在16%～18%可獲得相似的乳蛋白質產量。Powers等[8]報道了飼糧CP水平從14%提高到18%只輕微增加乳產量和乳蛋白質產量。隨著評定奶牛CP供給和需要的不斷改進，從CP供給轉到降解和未降解CP，最近提出了對奶牛真實有效的CP水平，即代謝蛋白質(MP)[9-11]。當MP由均衡的氨基酸組成時，MP在合成乳蛋白質過程提供更為有效的氨基酸[12]。Schwab[13]強調，可飼喂類似豆粕這些高賴氨酸(Lys)蛋白質飼料來滿足可代謝Lys的最佳需求量。Lys和蛋氨酸(Met)是泌乳奶牛的第一和第二限制性氨基酸[14-16]，尤其是以玉米為基礎的奶牛飼糧。本試驗以飼糧CP水平為主要指標，用Lys含量評估飼糧蛋白質品質，測定4種不同飼糧CP水平對中國荷斯坦奶牛泌乳性能、氮利用和內分泌調節(jié)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗設計和飼養(yǎng)管理

試驗根據產奶量、泌乳天數(DIM)、胎次和體況選擇8頭平均體重(587±64)kg和 DIM(85.8±13.43)d的中國荷斯坦經產奶牛，按重復4×4拉丁方設計隨機分為4個處理和4個試驗周期。每個試驗周期為18 d，其中適應期14 d，糞、尿和奶收集期4 d，血樣采集在收集期最后1 d早晨飼喂后4 h進行。

4個飼糧處理的CP水平分別為12.56%、13.96%、15.53%和16.93%。為了評估試驗飼糧的蛋白質品質，特別強調飼糧Lys含量，飼糧Lys含量依次配制成 0.48%、0.58%、0.68%和0.78%;4個飼糧處理的產奶凈能(NEL)范圍在6.95～7.28 MJ/kg。為了配制4種飼糧CP水平12.56% ～16.93%、飼糧Lys含量0.48% ～0.78%的產奶飼糧，4種飼糧 CP水平設計從12.56%按1.50%梯度等量遞增，飼糧Lys含量從0.48%按0.10%梯度等量遞增，配方必須優(yōu)先考慮氨基酸組成良好的豆粕添加量。4種泌乳飼糧配方均采用CPM-Dairy軟件程序[17]，瘤胃降解蛋白質(RDP)和瘤胃未降解蛋白質(RUP)含量被很好平衡[9]，可代謝賴氨酸(MP-Lys)含量僅發(fā)生很小變化(6.46%～6.26%)。試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

所有試驗奶牛日喂2次全混合日糧(TMR)，TMR干物質含量45%。飼喂時間06:00和18:00。日飼喂量調整到剩料干物質約7%。剩料在每天06:00喂料之前收集和稱重。試驗奶牛自由飲水，水質保持新鮮，并和奶牛場其他泌乳奶牛一樣運動和休息。試驗奶牛每天擠奶2次，擠奶時間05:30和17:30，同其他泌乳奶牛一樣在擠奶廳擠奶。

1.2 樣品收集

在收集期，每天測定采食量和剩料量并進行取樣，收集期結束時把每頭牛4 d的飼糧和剩料樣品分別混合均勻，各取約0.5 kg飼糧和剩料混合樣品于-20℃保存待分析。

試驗奶牛每天到擠奶廳擠奶2次，每次擠出的牛奶都流入已知重量的手提擠奶桶，單獨稱重和記錄，每天隨2次擠奶時間采取2份奶樣。一份加到預先放入0.03 g重鉻酸鉀防腐劑的奶樣管內用于乳成分分析;另一份按比例收集奶樣，并將4 d奶樣混合均勻于-20℃保存待定氮分析。為了確保奶牛排泄物的完整收集，從代謝牛舍到擠奶廳有專人護理。

在收集期之前，對8頭試驗奶牛采用人工收集糞尿訓練，試驗奶牛適應試驗人員接近和接受糞尿收集。試驗奶牛排糞時用鐵锨靠近肛門下方接收，然后置入收糞容器;試驗奶牛排尿時用收集桶接收，然后置入收尿容器。每12 h對收集的糞尿分別稱量和取樣。在收尿容器里按1 L尿液添加1 mL濃硫酸比例，使尿液pH＜3。

每天全量收集糞便并稱重，每12 h收樣1次，取每天5%的糞樣儲藏于4℃，每期試驗結束時，將每頭牛4 d的糞樣混合均勻后于-20℃冷凍保存待分析。每天全量收集尿樣并稱量，每次樣品收集時尿樣經紗布過濾，測定體積和重量，然后從收集尿液中取5%于-20℃保存。4 d收尿期結束后，將每頭牛4 d的尿樣混合均勻，再從中取適當比例尿樣，-20℃冷凍保存?zhèn)溆谩?/p>

在收集期的最后1天，早晨飼喂后4 h每頭牛頸靜脈采血，10 mL血樣置入含肝素鈉的離心管。采血結束后立即于3 000×g下離心15 min，吸取血漿保存于-20℃待分析。

1.3 樣品分析

收集的TMR樣品和糞樣在烘箱內60℃鼓風干燥，稱重風干樣，冷卻后粉碎過40目篩，以備干物質(DM)和總氮測定。飼料、糞、尿和奶樣中的氮用全自動凱氏定氮儀(Kjeltec 8400，瑞典)測定。每一個收集期所有奶樣采用乳成分及體細胞分析儀(CombiFoss FT+，丹麥Foss公司)紅外技術分析乳樣中的乳脂肪、乳蛋白質、乳糖、總固形物和體細胞[18]。

表1 試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質基礎)Table1 Composition and nutrient levels of the experimental diets(DM basis) %

血糖、血漿尿素氮(PUN)以及血漿中的甘油三酯(TG)、非酯化脂肪酸(NEFA)和β-羥丁酸(BHBA)用全自動生化分析儀(日立7170A)測定。血糖用葡萄糖氧化酶比色法測定[19];PUN用脲酶比色法測定[20];TG用激酶比色法測定;NEFA用酰基輔酶A合成酶和氧化酶比色法測定;BHBA用脫氫酶比色法測定[21]。試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。

血漿中的胰島素(INS)、催乳素(PRL)、瘦素(leptin)、生長激素(GH)和胰島素樣生長因子1(IGF-1)用雙抗體放射免疫法測定[22-34]，試劑盒由北京普爾偉業(yè)生物科技有限公司提供。

1.4 數據統(tǒng)計

試驗數據采用SAS 9.1中的GLM程序處理[25]，統(tǒng)計模型為 Yijk= μ +Ci+Pj+Tk+Eijk，其中μ為總平均值，Ci為奶牛效應，Pj為周期效應，Tk為處理效應，Eijk為標準誤。對處理效應和周期效應的所有最小二乘均值采用TDIFF比較。

2 結果

2.1 4個處理的飼糧組成

4個處理的飼糧CP水平分別為12.56%、13.96%、15.53%和16.93%，以1.50%梯度依次增加;飼糧 Lys含量分別為 0.48%、0.58%、0.68%和0.78%，以0.10%梯度依次增加。4個飼糧處理的NEL沒有刻意調節(jié)，4個飼糧處理的RDP和 RUP基本相近，RDP變幅為61.4% ～60.4%，RUP變幅38.6% ～39.6%;4個飼糧處理的以 MP為基礎的Lys含量基本相近，依次為6.46%、6.37%、6.30%和6.26%，與本試驗飼糧Lys含量變化趨勢不同。

2.2 飼糧CP水平對中國荷斯坦奶牛干物質攝入量(DMI)、產奶量和乳成分的影響

由表2可見，4個處理的飼糧DMI基本相同，這有利于測定不同飼糧CP水平對奶牛產奶量和乳成分的飼喂效果。飼糧CP水平12.56%的產奶量(26.45 kg/d)顯著低于其他3個飼糧處理(P＜0.05、P＜0.01)，比飼糧 CP水平 13.96%至16.93%分別低 1.73(P=0.015)、1.69(P=0.015)和2.27 kg/d(P=0.004)。能量校正奶(ECM)由公式(ECM=0.327×產奶量+12.95×乳脂含量+7.20×乳蛋白質產量)[26]計算而來。飼糧CP水平12.56%的ECM(29.44 kg/d)比飼糧CP水平13.96%低3.20 kg/d(P=0.050)，乳蛋白率比飼糧CP水平16.93%低0.14%(P=0.006)。4個飼糧處理的乳脂率、乳糖率、總固形物和體細胞數(SCC)等指標均無明顯變化(P＞0.05)。

對于飼糧轉化牛乳的飼料效率，飼糧CP水平12.56%的飼糧DM轉化效率明顯低于其他3個飼糧處理(P＜0.01)，比飼糧CP水平13.96%和15.53%均低0.09(P=0.006)，比飼糧CP水平16.93%低0.11(P=0.002);對飼糧轉化ECM的飼料效率，飼糧CP水平12.56%的飼糧DM轉化效率比飼糧CP水平13.96%低0.15(P=0.050)。無論牛奶還是ECM的飼料效率，飼糧CP水平13.96%明顯優(yōu)于飼糧CP水平12.56%(P＜0.05、P＜0.01)，與飼糧 CP水平15.53%和16.93%相近(P＞0.05)，但飼糧CP水平13.96%遠低于飼糧CP水平15.53%和16.93%2個處理的飼糧CP和Lys含量。

表2 飼糧CP水平對中國荷斯坦奶牛干物質攝入量、產奶量、乳成分和飼料效率的影響Table2 Effects of dietary CP levels on DMI，milk production and composition，and feed efficiency of Chinese Holstein cows

2.3 飼糧CP水平對中國荷斯坦奶牛氮利用的影響

由表3可見，飼糧CP水平12.56%至16.93%的飼糧攝入氮含量依次增加，分別為437.08、485.23、540.45和588.50 g/d(P ＜0.01);消化氮含量由飼糧攝入氮含量與糞氮含量之差計算而得，消化氮含量變化與飼糧攝入氮含量變化呈相同趨勢(P＜0.01)。來自糞、尿、乳的氮排出量隨著飼糧攝入氮含量增加而增加(P＜0.05、P＜0.01)。飼糧CP水平12.56%至15.53%的糞氮排出量明顯低于飼糧CP水平16.93%(P＜0.05)，飼糧CP水平12.56%至15.53%的糞氮排出量則無顯著差異(P＞0.05)。飼糧CP水平12.56%至15.53%的尿氮排出量差異顯著(P＜0.01)，飼糧CP水平15.53%和16.93%的尿氮排出量則無顯著差異(P＞0.05);飼糧 CP水平12.56%的尿氮排出量比飼糧CP水平13.96%至16.93%依次低23.20(P=0.033)、49.36(P=0.001)和60.74 g/d(P=0.000 4)。飼糧 CP水平12.56%的乳氮排出量顯著低于飼糧CP水平為15.53%和16.93%(P ＜0.05、P＜0.01)，飼糧 CP水平13.96%的乳氮排出量與其他飼糧處理差異均不顯著(P＞0.05);飼糧CP水平12.56%的乳氮排出量比飼糧CP水平15.53%和16.93%分別低13.06(P=0.042)和 23.63 g/d(P=0.003)。由于飼糧CP水平13.96%至16.93%的乳氮排出量沒有顯著差異(P＞0.05)，體內氮沉積隨著飼糧CP水平升高而增多，飼糧CP水平12.56%的氮沉積比飼糧CP水平15.53%和16.93%分別低35.39(P=0.025)和 41.75 g/d(P=0.013)。

盡管4個飼糧處理的飼糧CP水平不同，僅飼糧CP水平12.56%的氮表觀消化率明顯低于飼糧CP水平15.53%(P=0.024)，同時4個飼糧處理的氮表觀利用率沒有顯著變化(P＞0.05)，范圍在31.09% ～34.17%。

4個飼糧處理的糞、尿、乳氮排出量和氮沉積占攝入氮的比例并不一致，其中糞氮、乳氮和沉積氮占攝入氮的比例差異顯著(P＜0.05)。飼糧CP水平12.56%的糞氮占攝入氮的比例比飼糧CP水平15.53%高4.97%(P=0.024);乳氮占攝入氮的比例比飼糧CP水平15.53%和16.93%分別高3.46%(P=0.014)和 3.89%(P=0.008)，乳氮占攝入氮的比例明顯受飼糧氮攝入量的影響，飼糧氮攝入量越大，乳氮占攝入氮的比例越小，降低飼糧CP水平有利于提高乳氮占攝入氮的比例;沉積氮占攝入氮的比例比飼糧CP水平15.53%和16.93%分別低6.91%(P=0.031)和7.48%(P=0.023)，沉積氮占攝入氮的比例主要受飼糧氮攝入量和產奶量的影響，飼糧氮攝入量增多，產奶量不變，沉積氮占攝入氮的比例就提高。4個飼糧處理的尿氮占攝入氮的比例似乎受飼糧氮攝入量的影響，但沒有顯著變化(P＞0.05)，范圍分別在37.53%～39.51%。

4個飼糧處理的乳氮和沉積氮占消化氮的比例差異顯著(P＜0.01)，飼糧CP水平12.56%的乳氮占消化氮的比例比飼糧CP水平15.53%和16.93%分別高8.08%(P=0.005)和7.78%(P=0.006);沉積氮占消化氮的比例比飼糧CP水平15.53%和16.93%分別低8.94%(P=0.032)和9.68%(P=0.023)。4個飼糧處理的尿氮占消化氮的比例有隨著飼糧氮攝入量增多而下調的趨勢(P＞0.05)，范圍分別在54.72% ～52.82%。

2.4 飼糧CP水平對中國荷斯坦奶牛血液代謝物和激素的影響

由表4可見，4個飼糧處理的血糖、TG、BHBA和NEFA濃度差異不顯著(P＞0.05)，但PUN差異極顯著(P＜0.01)，其中飼糧CP水平12.56%的PUN濃度比飼糧CP水平13.96%至16.93%分別低 0.65(P=0.08)、2.43(P＜0.01)和3.23 mmol/L(P＜0.01)，PUN濃度隨著飼糧CP水平提高明顯升高;4個飼糧處理的胰島素、PRL、GH和IGF-1濃度差異不顯著(P＞0.05)，但瘦素差異顯著(P＜0.05)，其中飼糧CP水平12.56%的瘦素濃度比飼糧CP水平13.96%和15.53%分別高1.83(P=0.016)和1.74 ng/mL(P=0.020)。

飼糧CP水平12.56%的血糖、NEFA、BHBA、PRL和IGF-1濃度高于其他3個飼糧處理(P＞0.05)，而TG和胰島素濃度低于其他3個飼糧處理(P＞0.05)。

3 討論

3.1 4個處理的飼糧組成

Broderick[3]示范了在3種不同能量水平條件下飼喂15.1%、16.7%或18.4%CP水平飼糧對乳蛋白質產量的影響，在低和中等能量水平(6.44、6.74 MJ/kg NEL)，飼糧CP水平從15.1%增加到16.7%，產奶量和乳蛋白質產量顯著提高，繼續(xù)提高飼糧CP水平，產奶量和乳蛋白質產量沒有變化;在高水平能量條件下(6.86 MJ/kg NEL)，能量和飼糧CP水平沒有互作，產奶量和乳蛋白質產量的變化歸結于飼糧CP水平。本試驗飼糧NEL為6.95～7.28 MJ/kg，能量沒有作為試驗結果的影響因子。

表3 飼糧CP水平對中國荷斯坦奶牛氮利用的影響Table3 Effects of dietary CP levels on nitrogen utilization of Chinese Holstein cows

表4 飼糧CP水平對中國荷斯坦奶牛血液代謝物和激素濃度的影響Table4 Effects of dietary CP levels on plasma metabolite and hormone concentrations of Chinese Holstein cows

Tomlinson等[27]針對奶牛飼糧養(yǎng)分在排泄物的損失，飼喂12%、15%和18%CP水平的飼糧，測定不同產奶量的奶牛對糞尿的氮排泄量的影響。Metcalf等[28]利用飼糧 CP水平 11.9% ～19.0%測定MP對乳蛋白質的轉化效率。飼糧CP水平和攝入量是評定奶牛對蛋白質供給的最簡單和實用方法，主要因為飼糧CP水平容易在實驗室測定，同樣飼糧Lys含量也很容易在實驗室測定。飼糧Lys含量可以直接評估飼糧蛋白品質，MP中Lys代表MP的品質，MP-Lys通常為計算值[14]。本試驗4個飼糧均采用相同的飼料原料，飼糧RUP和 RDP含量相近，設計飼糧 CP水平12.56%～16.93%、飼糧Lys含量0.48% ～0.78%的4個產奶飼糧，使4個飼糧對奶牛產奶性能和氮利用的作用具有可比性。本試驗采用CPM-Dairy[17]計算了 4 個飼糧的 MP-Lys含量，發(fā)現用MP-Lys含量不易用以比較本試驗不同CP水平的飼糧蛋白品質差異。本試驗用Lys含量表達試驗飼糧的蛋白質品質，飼糧主要指標選擇CP水平。

3.2 飼糧CP水平對中國荷斯坦奶牛DMI、產奶量和成分的影響

Colmenero等[29]用飼糧 CP水平 13.5% ～19.4%測定日產41 kg奶牛的產奶量和乳成分，發(fā)現飼糧CP水平13.5%～16.5%對奶牛產奶量影響較大，飼糧CP水平16.5% ～19.4%的奶牛產奶量基本沒有變化，或呈下降趨勢;乳蛋白質產量也呈相似趨勢。Cunningham 等[30]和 Leonardi等[31]發(fā)現飼糧CP水平從16.5%提高到18.5%和從16.1%提高到18.9%對奶牛產奶量沒有影響。Broderick[3]證實飼糧 CP水平從 15.1% 提高到16.7%奶牛產奶量從33.0提高到34.1 kg，但飼糧CP水平提高到18.4%奶牛產奶量還是34.1 kg。

Santos等[32]認為，盡管豆粕不是RUP高含量的蛋白質飼料來源，豆粕是僅次于微生物蛋白質的乳合成的最有效蛋白質來源，含有相當優(yōu)秀的氨基酸組成。Chen等[33]報道飼糧Lys從0.6%提高到1.0%可增加泌乳奶牛的產奶量和和乳蛋白質產量。孫建全等[34]用飼糧CP水平14.1%、Lys 0.60%和飼糧CP水平12.6%、Lys 0.58%測定中國荷斯坦奶牛產奶性能，兩者產奶量分別為23.51和23.08 kg/d。很顯然，飼糧Lys在改進奶牛產奶量和乳蛋白質產量方面具有重要作用。

本試驗設計飼糧Lys含量隨著飼糧CP水平提高而提高，用飼糧CP水平12.56%、13.96%、15.53%和16.93%的4個處理測定中國荷斯坦奶牛產奶性能。產奶量依次為26.45、28.18、28.14和28.72 kg/d;ECM整合了乳產量、乳脂產量和乳蛋白質產量，ECM 依次為29.44、32.64、31.46和32.04 kg/d。飼糧CP水平13.96%的產奶性能和飼糧CP水平16.93%相近，產奶量分別為28.18和28.72 kg/d、ECM 分別為32.64和32.04 kg/d，產奶量/飼糧干物質分別為1.30和1.32、ECM/飼糧干物質分別為1.50和1.47，飼糧 CP水平13.96%可以實現中國高產奶牛理想的產奶性能。4個飼糧處理的乳蛋白率逐漸上升，依次為3.21%、3.23%、3.27%和3.35%，說明飼糧 CP水平和Lys含量可以有效改進乳蛋白率。乳蛋白率的提高與其他的結果報道一致[35-37]。國外荷斯坦泌乳奶牛的飼糧CP水平16.5%，或不超過18.0%，產奶量保持最佳;本試驗的中國荷斯坦泌乳奶牛的飼糧CP水平13.96%，或飼糧CP水平不超過15.53%，產奶量保持最佳。

3.3 飼糧CP水平對中國荷斯坦奶牛氮利用的影響

通常情況下，攝入氮越多，排泄氮就越多，一般以尿氮排出量為多，但是，奶氮排出量和氮沉積之和的氮利用率變化較小[27，38]。當飼糧CP水平從13.0%提高到17.0%[39]和從15.0%提高到16.5%[3]，糞氮和尿氮排出量均增加。本試驗飼糧CP水平從12.56%到15.53%的糞氮排出量差異不明顯，僅飼糧CP水平16.93%的糞氮排出量高于其他3個飼糧處理;隨著飼糧CP水平從12.56%提高到16.93%，尿氮排出量明顯依次增加，但飼糧CP水平15.53%和16.93%的尿氮排出量相近。飼糧CP水平12.56%的糞氮排出量比飼糧CP水平13.96%至16.93%依次降低了2.77%、4.05%和18.44%，而尿氮排出量依次降低了14.13%、30.07%和37.00%。飼糧CP水平12.56%獲得最低糞氮和尿氮排出量，飼糧CP水平13.96%可以緩解糞氮和尿氮排出量，飼糧CP水平達到15.53%，尿氮排出量不再明顯增加。

一般而言，乳氮占攝入氮的比例即乳氮效率隨飼糧CP水平提高而降低。乳氮占攝入氮的比例取決于乳氮排出量和飼糧攝入氮含量，而乳氮排出量取決于產奶量和乳氮含量。Colmenero等[29]提出飼糧 CP水平13.5% ～19.4%時，乳氮占攝入氮的比例36.5% ～25.4%，飼糧CP水平16.5%略高于17.9%和19.4%的產奶量，其乳氮占攝入氮的比例30.8%，優(yōu)于飼糧CP水平17.9%和19.4%的乳氮效率。Broderick[3]應用飼糧 CP水平15.1%、16.7%和18.4%，乳氮占攝入氮的比例分別為30.3%、27.0%和23.4%，由于飼糧CP水平16.7%和18.4%的產奶量相同，飼糧CP水平16.7%的乳氮占攝入氮比例27.0%，優(yōu)于飼糧CP水平18.4%。類似結果也被其他研究證實[28，35，40]。本試 驗 應 用 飼 糧 CP 水 平 12.56%、13.96%、15.53%和16.93%4個飼糧處理，測定乳氮占攝入氮的比例分別為30.75%、29.66%、27.29%和26.86%、乳氮占消化氮的比例分別為44.90%、41.82%、36.82%和37.12%，飼糧 CP水平12.56%和13.96%的乳氮占攝入氮的比例或乳氮占消化氮的比例沒有差異，和其他2個高飼糧CP水平差異顯著。飼糧CP水平13.96%的產奶量高于12.56%(分別為28.18和26.45 kg/d)，與其他2個高飼糧CP水平相近，乳氮占攝入氮的比例或乳氮占消化氮的比例也就優(yōu)于2個高飼糧CP水平。

糞氮表觀消化率容易受飼料原料的消化率影響，一般隨飼糧CP水平下降而降低。Groff等[41]發(fā)現飼糧CP水平15.00%上升到18.75%，泌乳奶牛糞氮表觀消化率隨之提高。Colmenero等[29]提出飼糧CP水平13.5% ～19.4%時，糞氮表觀消化率為59.7%～70.4%。類似結果也被其他研究證實[3，40]。有研究將這一現象歸結于隨著飼糧CP水平提高，內源代謝氮排出量減少，糞氮表觀消化率則上升[42];Broderick[3]在認可內源代謝氮排出量的同時，隨著飼糧CP水平提高，高消化的蛋白質飼料原料也是同等重要因素。這就解釋了為什么本試驗飼糧CP水平12.56%的糞氮消化率最低。

3.4 飼糧CP水平對中國荷斯坦奶牛血液代謝物和激素的影響

PUN是氮代謝在動物機體的終產物，也是本試驗唯一的非能量血液代謝物。PUN濃度主要來自瘤胃氨氮的轉運，也反映了飼糧CP水平和攝入量。如果提供低飼糧CP，PUN勢必進入瘤胃提供氮來源以維持瘤胃微生物正常發(fā)酵，導致低濃度的PUN。高水平的飼糧CP導致高濃度的PUN，高濃度的PUN意味著奶牛對飼糧CP的無效利用[43]。本試驗飼糧CP水平低，PUN濃度則低;飼糧CP水平高，PUN濃度也就隨之明顯升高。

血糖、TG、NEFA和BHBA均為血液能量代謝物，反映奶牛機體能量代謝狀況。Socha等[44]認為是飼糧養(yǎng)分影響NEFA、BHBA和血糖濃度的效應很短暫，在平衡狀態(tài)下NEFA、BHBA和血糖濃度不受飼糧養(yǎng)分影響。Miller等[45]認為血糖濃度不會限制乳合成。血漿高濃度BHBA引起肝臟酮體生成增多，提高NEFA濃度。本試驗血糖、TG、NEFA和BHBA濃度不隨飼糧CP水平的提高發(fā)生改變，但飼糧CP水平12.56%的血糖、NEFA和BHBA濃度略高于其他3個飼糧處理。

在養(yǎng)分不足條件下，奶牛需要動員額外激素來適應機體能量代謝，維持產奶需求[46-47]。通常提高GH分泌，降低胰島素對骨骼肌肉和白脂組織的作用，導致白脂組織合成瘦素，飼糧養(yǎng)分尤其能量是調節(jié)瘦素合成的主要因子[48-49]。PRL也可能與瘦素合成有關[50]。PRL是泌乳開始和泌乳持續(xù)所必需的蛋白質激素。本試驗飼糧CP水平12.56%的瘦素濃度明顯高于其他3組，血液瘦素高濃度可能與NEFA和BHBA較高濃度有關;同時PRL、GH和IGF-1濃度也略高于其他3個飼糧處理，這可能意味著飼糧CP水平12.56%不能滿足奶牛泌乳需求，需要動員相關激素。

提高飼糧CP水平或氨基酸含量，乳蛋白率或產量也隨之提高，同時血漿胰島素水平上升[51-52]。在本試驗，隨著飼糧 CP水平和 Lys含量提高，胰島素濃度不斷升高，產奶量尤其是乳蛋白率也增加。也有研究表明，提高飼糧CP水平不影響胰島素、PRL或 GH濃度[53-55]，而且飼糧氨基酸失衡容易提高IGF-1濃度和降低GH濃度[36]。胰島素和其他激素如GH、IGF-1的互作在乳合成對養(yǎng)分利用的調控起重要作用。GH抑制氨基酸分解，促進IGF-1合成，提高或維持產奶量;胰島素刺激乳腺上皮細胞繁殖和乳腺細胞的氨基酸轉運，IGF-1主要控制乳腺上皮細胞數量，胰島素濃度升高則刺激乳蛋白質合成。隨著飼糧CP水平提高，增加GH刺激肝臟IGF-1的釋放，然后通過反饋機制，IGF-1又抑制垂體GH的釋放。本試驗飼糧CP水平12.56%的GH和IGF-1濃度較高，但胰島素濃度較低，這些激素濃度和低飼糧CP或Lys含量可能導致產奶量和乳蛋白率明顯減少;而飼糧CP水平16.93%的胰島素和GH濃度較高，IGF-1濃度較低，可能導致產奶量和飼糧CP水平13.96%和15.53%相近，但乳蛋白率明顯提高。

4 結論

①飼糧CP水平從12.56%按1.50%等同梯度提高到16.93%，產奶量和ECM沒有呈線性增加。飼糧CP水平13.96%達到最佳的產奶量和ECM，其ECM的飼料轉化效率占有優(yōu)勢，乳氮效率明顯高于其他2個高飼糧CP水平。

②隨著飼糧CP水平的提高，尿氮排出量隨之增加，乳氮排出量緩慢上漲，體內沉積氮明顯增加，而糞氮排出量只在飼糧CP水平16.93%出現明顯增加。

③不同飼糧CP水平引發(fā)不同激素和血液代謝物濃度的變化，差異大多不顯著。

[1]CASTILLO A R，KEBREAB E，BEEVER D E，et al.A review of efficiency of nitrogen utilization in lactating dairy cows and its relationship with environmental pollution[J].Journal of Animal and Feed Sciences，2000，9(1):1-32.

[2]JONKER J S，KOHN R A，HIGH J.Dairy herd management practices that impact nitrogen utilization efficiency[J].Journal of DairyScience，2002，85:1218-1226.

[3]BRODERICK G A.Effects of varying dietary protein and energy levels on the production of lactating dairy cows[J].Journal of Dairy Science，2003，86(4):1370-1381.

[4]FRANK B，SWENSSON C.Relationship between content of crude protein in rations for dairy cows and milk yield，concentration of urea in milk and ammonia emissions[J].Journal of Dairy Science，2002，85(7):1829-1838.

[5]CHRISTENSEN R A，CAMERON M R，KLUSMEYER T H，et al.Influence of amount and degradability of dietary protein on nitrogen utilization by dairy cows[J].Journal of Dairy Science，1993，76:3497-3513.

[6]AUSTIN C L，SCHINGOETHE D J，CASPER D P，et al.Influence of bovine somatotropin and nutrition on production and composition of milk from dairy cows[J].Journal of Dairy Science，1991，74(11):3920-3932.

[7]AKAYEZU J M，HANSEN W P，OTTERBY D E，et al.Yield response of lactating Holstein dairy cows to dietary fish meal or meat and bone meal[J].Journal of Dairy Science，1997，80(11):2950-2963.

[8]POWERS W J，VAN HORN H H，HARRIS B，Jr.，et al.Effects of variable sources of distillers dried grains plus solubles on milk yield and composition[J].Journal of Dairy Science，1995，78(2):388-396.

[9]NRC.Nurtient requirements of dairy cattle[M].7th ed.Washington，D.C.:The National Academies Press，2001.

[10]FOX D G，TEDESCHI L O，TYLUTKI T P，et al.The cornell net carbohydrate and protein system model for evaluating herd nutrition and nutrient excretion[J].Animal Feed Science and Technology，2004，112:29-78.

[11]TYLUTKI T P，FOX D G，DURBAL V M，et al.Cornell net carbohydrate and protein system:a model for precision feeding of dairy cattle[J].Animal Feed Science and Technology，2008，143:174-202.

[12]BLOUIN J P，BERNIER J F，REYNOLDS C K，et al.Effect of supply of metabolizable protein on splanchnic fluxes of nutrients and hormones in lactating dairy cows[J].Journal of Dairy Science，2002，85:2618-2630.

[13]SCHWAB C G.Balancing diets for amino acids:nutritional，environmental and financial implications[C]//Tri-State Dairy Nutrition Conference.Fort Wayne:[s.n.]，2010，1-13.

[14]RULQUIN H，GUINARD J，VERITE R.Amino acid nutrition of dairy cows:production effects and animal requirements[M].[S.l.]:Nottingham University Press，1993，55-77.

[15]SCHWAB C G，BOZAK C K，WHITEHOUSE N L，et al.Amino acid limitation and flow to the duodenum at four stages of lactation.I.Sequence of lysine and methionine limitation[J].Journal of Dairy Science，1992，75:3486-3502.

[16]SCHWAB C G，BOZAK C K，WHITEHOUSE N L，et al.Amino acid limitation and flow to duodenum at four stages of lactation.2.Extent of lysine limitation[J].Journal of Dairy Science，1992，75:3503-3518.

[17]CPM-Dairy，Version 3.0.Dairy cattle ration analyzer[CP].Department of Animal Sciences，Cornell University:Ithaca，2006.

[18]AOAC.Official methods of analysis[M].16th ed.Gaithersburg，M.D.:Association of Official Analytical Chemists，1997.

[19]GOCHMAN N，SCHMITZ J M.Application of a new peroxide indicator reaction to the specific，automated determination of glucose with glucose oxidase[J].Clinical Chemistry，1972，18:943-950.

[20]MARSH W H，FINGERHUT B，MILLER H.Automated and manual direct methods for the determination of blood urea[J].Clinical Chemistry，1965，11:624-627.

[21]CANT J P，DEPETERS E J，BALDWIN R L.Mammary uptake of energy metabolites in dairy cows fed fat and its relationship to milk protein depression[J].Journal of Dairy Science，1993，76:2254-2265.

[22]VERNON R G，CLEGG R A，FLINT D J.Metabolism of sheep adipose-tissue during pregnancy and lactation-adaptation and regulation[J].Biochemical Journal，1981，200:307-314.

[23]MCGUIRE M A，DWYER D A，HARRELL R J，et al.Insulin regulates circulating insulin-like growth factors and some of their binding proteins in lactating cows[J].American Journal of Physiology，1995，269:E723-E730.

[24]EHRHARDT R A，SLEPETIS R M，VANAMBURGH M E，et al.Development of a specific RIA to measure physiological changes of circulating leptin in cattle and sheep[J].Journal of Endocrinology 2000，166:519-528.

[25]SAS Institute.SAS user’s guide:statistics[M].Cary，N.C.:SAS Institute Inc.，2001.

[26]TYRRELL H F，REID J T.Prediction of the energy value of cow’s milk[J].Journal of Dairy Science，1965，48:1215-1223.

[27]TOMLINSON A P，POWERS W J，VAN HORN H H，et al.Dietary protein effects on nitrogen excretion and manure characteristics of lactating cows[J].Trans of the ASAE，1996，39(4):1441-1448.

[28]METCALF J A，MANSBRIDGE R J，BLAKE J S，et al.The efficiency of conversion of metabolisable protein into milk true protein over a range of metabolisable protein intakes[J].Animal，2008，2(8):1193-1202.

[29]COLMENERO J J，BRODERICK G A.Effect of dietary crude protein concentration on milk production and nitrogen utilization in lactating dairy cows[J].Journal of Dairy Science，2006，89:1704-1712.

[30]CUNNINGHAM K D，CECAVA M J，JOHNSON T R，et al.Influence of source and amount of dietary protein on milk yield by cows in early lactation[J].Journal of Dairy Science，1996，79:620-630.

[31]LEONARDI C，STEVENSON M，ARMENTANO L E.Effect of two levels of crude protein and methionine supplementation on performance of dairy cows[J].Journal of Dairy Science，2003，86:4033-4042.

[32]SANTOS F A，SANTOS J E，THEURER C B，et al.Effects of rumen-undegradable protein on dairy cow performance:a 12-year literature review[J].Journal of Dairy Science，1998，81:3182-3213.

[33]CHEN K H，HUBER J T，THEURER C B，et al.Effect of supplemental protein quality and evaporative cooling on ladation performance of Holstein cows in hot weather[J].Journal of Dairy Science，1993，76:819-825.

[34]孫建全，趙紅波，劉春林，等.改變日糧蛋白質和賴氨酸含量對奶牛產奶性能和氮利用及代謝激素的影響[J].南京農業(yè)大學學報，2011，34(2):124-128.

[35]NOFTSGER S，ST-PIERRE N R.Supplementation of methionine and selection of highly digestible rumen undegradable protein to improve nitrogen efficiency for milk production[J].Journal of Dairy Science，2003，86:958-969.

[36]WEEKES T L，LUIMES P H，CANT J P.Responses to amino acid imbalances and deficiencies in lactating dairy cows[J].Journal of Dairy Science，2006，89:2177-2187.

[37]HADROVá S，K Rˇí?OVá L，BJELKA M，et al.The effect of administration of soya-protein with Lys，Met，and His in two forms on casein yield and composition and AA profile in milk[J].Journal of Animal and Feed Sciences，2007，16:3-17.

[38]FLIS S A，WATTIAUX M A.Effects of parity and supply of rumen-degraded and undegraded protein on production and nitrogen balance in Holsteins[J].Journal of Dairy Science，2005，88:2096-2106.

[39]KAUFFMAN A J，ST-PIERRE N R.The relationship of milk urea nitrogen to urine nitrogen excretion in Holstein and Jersey cows[J].Journal of Dairy Science，2001，84:2284-2294.

[40]DAVIDSON S，HOPKINS B A，DIAZ D E，et al.Effects of amounts and degradability of dietary protein on lactation，nitrogen utilization，and excretion in early Holstein cows[J].Journal of Dairy Science，2003，86:1681-1689.

[41]GROFF E B，WU Z.Milk production and nitrogen excretion of dairy cows fed different amounts of protein and varying proportions of alfalfa and corn silage[J].Journal of Dairy Science，2005，88:3619-3632.

[42]HOLTER J B，BYRNE J A，SCHWAB C G.Crude protein for high milk production[J].Journal of Dairy Science，1982，65:1175-1188.

[43]BRODERICK G A，CLAYTON M K.A statistical evaluation of animal and nutritional factors influencing concentrations of milk urea nitrogen[J].Journal of Dairy Science，1997，80:2964-2971.

[44]SOCHA M T，PUTNAM D E，GARTHWAITE B D，et al.Improving intestinal amino acid supply of preand postpartum dairy cows with rumen-protected methionine and lysine [J].Journal of Dairy Science，2005，88:1113-1126.

[45]MILLER P S，REIS B L，CALVERT C C，et al.Patterns of nutrient uptake by the mammary glands of lactating dairy cows[J].Journal of Dairy Science，1991，74(11):3791-3799.

[46]VERNON R G，POND C M.Adaptations of maternal adipose tissue to lactation[J].Journal of MammaryGland Biology and Neoplasia，1997，2:231-241.

[47]BAUMAN D E.Regulation of nutrient partitioning during lactation:homeostasis and homeorhesis revisited[C]//Proceedings of the 9th international symposium on ruminant physiology.New York:CABI Publishing，2000:311-328.

[48]MUELLER W M，GREGOIRE F M，STANHOPE K L，et al.Evidence that glucose metabolism regulates leptin secretion from cultured rat adipocytes[J].Endocrinology，1998，139:551-558.

[49]WELLHOENER P，FRUEHWALD-SCHULTES B，KERN W，et al.Glucose metabolism rather than insulin is a main determinant of leptin secretion in humans[J].Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism，2000，85:1267-1271.

[50]GUALILLO O，LAGO F，GARCIA M，et al.Prolactin stimulates leptin secretion by rat white adipose tissue[J].Endocrinology，1999，140:5149-5153.

[51]KUHARA T，KATOH K，ODA S，et al.Responses of metabolic hormones to prolonged intradueodenal infusion of AAs in sheep[J].Animal Science Technology，1992，63:1123-1133.

[52]LEMOSQUET S，RIDEAU N，RULQUIN H，et al.Effects of duodenal glucose infusion on the relationship between plasma concentrations of glucose and insulin in dairy cows[J].Journal of Dairy Science，1997，80:2854-2865.

[53]RODRIGUEZ N R，PRIGGE E C，LOUGH D S，et al.Glucogenic and hormonal responses to abomasal casein and ruminal volatile fatty acid infusions in lactating goats[J].Journal of Dairy Science，1985，68:1968-1975.

[54]COHICK W S，VICINI J L，STAPLES C R，et al.Effects of intake and postruminal casein infusion on performance and concentrations of hormones in plasma of lactating cows[J].Journal of Dairy Science，1986，69:3022-3031.

[55]GUINARD J，RULQUIN H，VERITE R.Effect of graded levels of duodenal infusions of casein on mammary uptake in lactating cows.1.Major nutrients[J].Journal of Dairy Science，1994，77:2221-2231.